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第一篇 潮流计算——电力系统分析的基础2

引言2

第1章 潮流方程的含义及圆方程的应用4

1.1 潮流方程的含义4

1.2 圆方程的应用6

1.3 小结9

第2章 电力网络方程的前处理过程10

2.1 因子表法10

2.2 稀疏技术——稀疏向量法10

2.3 节点编号优化方法11

第3章 N-R法在潮流计算中的应用16

3.1 N-R法的原理16

3.2 N-R法的特点17

3.3 N-R法的局限性17

3.4 定雅克比矩阵法潮流计算18

3.5 保留非线性的潮流计算方法21

第4章 PQ分解法在潮流计算中的应用25

4.1 PQ分解法25

4.2 配电网潮流计算26

4.3 小结27

第5章 带二阶项的潮流计算28

5.1 带二阶项潮流算法提出的背景28

5.2 二阶潮流算法的提出28

5.3 二阶潮流计算数学模型28

5.4 二阶算法的改进31

5.5 二阶潮流算法的应用31

5.6 小结31

第6章 含直流输电与柔性输电的电力系统潮流计算32

6.1 概述32

6.2 交直流混合电力系统潮流计算33

6.3 含FACTS元件的潮流计算38

第7章 含分布式电源的配电网潮流计算42

7.1 含分布式电源的配电网潮流计算的背景42

7.2 传统配电网的潮流计算42

7.3 DG并网的接口44

7.4 DG在潮流计算中的模型44

7.5 改进的前推回推法46

7.6 小结48

参考文献49

第二篇 最优潮流52

引言52

第1章 最优潮流简介53

1.1 最优潮流的概述53

1.2 最优潮流的目标函数54

1.3 最优潮流的约束条件55

1.4 最优潮流的求解算法概述56

1.5 小结58

第2章 内点法与外点法59

2.1 内点法、外点法及其在最优潮流中的算法59

2.2 算例分析及注意问题62

2.3 内点法的优点和局限65

2.4 小结65

第3章 线性规划法66

3.1 线性规划法的提出66

3.2 线性规划法的发展66

3.3 最优潮流的线性规划模型和解算步骤66

3.4 线性模型的求解——原对偶路径跟踪法70

3.5 算例分析71

3.6 小结73

第4章 非线性规划74

4.1 非线性模型求解概述74

4.2 原对偶非线性变尺度优化潮流算法74

4.3 GPDNR-OPF算法76

4.4 算例仿真77

4.5 小结79

第5章 二次规划80

5.1 二次规划算法的提出80

5.2 二次规划算法的特点80

5.3 二次规划的模型80

5.4 基于网络分块的分解协调模型80

5.5 基于辅助问题原理的并行优化81

5.6 子系统优化问题的序列二次规划法求解82

5.7 算例83

5.8 小结84

第6章 人工智能算法85

6.1 人工智能算法提出的背景85

6.2 典型人工智能算法简介85

6.3 遗传算法及其应用89

6.4 小结96

第7章 混合规划法97

7.1 混合规划法的概念与关键97

7.2 混合规划法的优势97

7.3 混合规划法的研究现状98

7.4 混合规划法研究案例一98

7.5 混合规划法研究案例二100

7.6 混合规划法研究案例三103

7.7 小结105

第8章 最优潮流的应用106

8.1 最优潮流在电力市场中的应用106

8.2 最优潮流的新应用106

参考文献109

第三篇 连续潮流112

引言112

第1章 绪论113

1.1 静态电压稳定分析114

1.2 静态安全分析方法简介116

1.3 小结118

第2章 连续潮流模型及算法119

2.1 连续潮流法数学基础119

2.2 连续潮流模型分类119

2.3 连续潮流计算步骤120

第3章 连续潮流算法改进125

3.1 预测过程的改进125

3.2 步长算法的改进126

3.3 结合P-Q分解法和Lagrange插值二次插值技术的连续潮流改进算法129

3.4 其他改进算法简介130

3.5 小结131

第4章 电力系统约束对静态电压稳定的影响132

4.1 节点类型转换机制132

4.2 基于连续潮流的静态电压稳定极限求取方法134

4.3 算例分析140

4.4 小结144

第5章 连续潮流的应用145

5.1 连续潮流的应用范围145

5.2 连续潮流在电压稳定中的应用145

5.3 连续潮流在可用输电能力中的应用149

总结151

参考文献152

第四篇 静态安全分析154

引言154

第1章 静态安全分析的补偿法155

1.1 网络单一开断的补偿法潮流计算155

1.2 网络同时出现两处或多处断线的补偿法潮流计算157

1.3 计算实例157

1.4 对补偿法的评价157

第2章 静态安全分析的直流法158

2.1 直接潮流模型158

2.2 直流潮流断线分析159

2.3 直流法的优缺点163

2.4 N—1校验与故障排序方法163

2.5 直流法应用与改进166

第3章 静态安全分析的灵敏度法168

3.1 基本原理168

3.2 节点注入功率的增量169

3.3 算法的实现172

第4章 传统方法对比及算例173

4.1 静态安全分析传统算法方法对比173

4.2 静态安全分析具体算例分析174

总结177

参考文献178

第五篇 电力系统建模180

引言180

第1章 概述181

1.1 电力系统模型建立的意义181

1.2 电力系统建模研究的历程181

1.3 电力系统建模研究的基本途径182

1.4 小结182

第2章 同步电机的模型建立183

2.1 同步电机模型的历史背景183

2.2 同步电机模型的建立过程183

2.3 同步电机实用模型186

2.4 同步电机参数辨识189

2.5 小结190

第3章 原动机及调速系统的数学模型191

3.1 水轮机和汽轮机建模191

3.2 调速器模型194

3.3 展望195

第4章 发电机励磁系统的模型建立196

4.1 励磁系统的数学模型196

4.2 完整的励磁系统数学模型199

4.3 励磁系统的辨识方法200

4.4 小结201

第5章 负荷模型及其参数获取方法202

5.1 引言202

5.2 负荷模型202

5.3 负荷模型参数获取方法207

5.4 小结211

第6章 输电线路的模型建立212

6.1 输电线路模型的研究背景212

6.2 输电线路模型的基本原理212

6.3 小结215

第7章 电力电子元件建模216

7.1 概述216

7.2 非线性系统的稳定分析方法220

7.3 电力电子元件的详细模型228

7.4 IGBT参数辨识智能优化算法的应用及改进244

总结251

参考文献252

第六篇 小干扰稳定分析258

引言258

第1章 电力系统小干扰稳定基础259

1.1 电力系统小干扰稳定性简介259

1.2 单机无穷大系统小干扰稳定性分析259

第2章 电力系统低频振荡265

2.1 低频振荡研究的意义265

2.2 低频振荡的机理265

2.3 低频振荡分析方法267

2.4 低频振荡的抑制方法268

2.5 电力系统发生振荡的处理方式269

第3章 小干扰稳定在有功优化调度中的应用270

3.1 传统有功优化调度模型270

3.2 小干扰稳定约束的处理270

3.3 线性化的传统有功优化调度模型271

3.4 小干扰稳定约束的线性化271

3.5 小结272

第4章 小干扰稳定在风电机网扭振研究中的应用273

4.1 次同步谐振273

4.2 风电机组轴系数学模型273

4.3 定速异步风电机组数学模型277

4.4 机网扭振相互作用的小干扰稳定分析282

4.5 小结283

参考文献284

第七篇 坐标变换及其在电力系统中的应用286

引言286

第1章 Park变换、Clarke变换及对称分量法287

1.1 Park变换及其原理287

1.2 电机方程结合Park变换287

1.3 Clarke变换289

1.4 Clarke变换与Park变换的联系290

1.5 对称分量法的应用290

第2章 Park与Clarke公式推导292

2.1 电力系统abc三相坐标系292

2.2 Clark变换292

2.3 Park变换294

第3章 Park和Clarke变换应用296

3.1 Park变换与畸变圆的应用296

3.2 Clarke矢量图形识别297

3.3 Clarke矢量图形识别法应用297

3.4 频谱分析、灵敏因子298

3.5 Park＆Clarke变换在电机矢量控制中的应用299

第4章 小波变换及其应用301

4.1 前言301

4.2 小波变换理论推导301

4.3 小波变换及其基本性质303

4.4 小波变换在电力系统中的应用304

第5章 Fourier变换及其在电力系统中的应用311

5.1 傅里叶变换的本质311

5.2 短时傅里叶变换311

5.3 基于Fourier变换的频谱分析312

5.4 傅里叶变换在谐波分析中的应用313

总结314

参考文献315

第八篇 不对称故障的分析方法318

引言318

第1章 简单不对称故障分析319

1.1 概述319

1.2 不对称故障分析319

1.3 电力系统元件的序参数324

1.4 电力系统零序网络及零序导纳矩阵328

1.5 对称分量法计算不对称短路的方法330

1.6 对称分量法不对称断线故障分析334

1.7 小结335

第2章 电力系统复杂故障分析336

2.1 前言336

2.2 双端口网络的端口参数方程336

2.3 两种端口参数方程的形式339

2.4 电力系统双重故障分析342

2.5 N重复故障的计算350

2.6 多端口网络故障分析方法的改进算法352

2.7 小结355

第3章 不对称故障分析的其他方法356

3.1 前言356

3.2 相分量法356

3.3 瞬时对称分量法359

3.4 小结361

第4章 不对称故障时系统中各电气量值的分布362

4.1 前言362

4.2 各序电流、电压和功率分布计算基本方法及其分布规律362

4.3 单侧电源不对称短路时各相电压沿线路的分布情况367

4.4 小结370

总结371

参考文献372

第九篇 电力系统暂态分析基础374

引言374

第1章 数值计算法376

1.1 暂态稳定的数学模型376

1.2 常用的数值计算法377

1.3 算例分析379

第2章 直接法382

2.1 电力系统经典模型382

2.2 多机系统的暂态能量函数383

2.3 临界能量的求取385

2.4 算例分析387

2.5 直接法的优缺点388

第3章 简单模型下的暂态稳定分析390

3.1 初值计算390

3.2 用直接法求解网络方程391

3.3 用改进欧拉法求解微分方程392

第4章 暂态稳定计算的在线应用394

4.1 快速数值积分法394

4.2 紧急扩展等面积法则397

第5章 鱼形曲线400

5.1 类比模型介绍400

5.2 电力系统模型介绍401

5.3 暂态能量方程402

5.4 鱼形曲线403

总结406

参考文献407